JP2012071628A

JP2012071628A - タイヤ温度推定装置

Info

Publication number: JP2012071628A
Application number: JP2010216041A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kobayashi; 弘小林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-04-12

Abstract

【課題】適正にタイヤの温度を推定することができるタイヤ温度推定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両２の車輪３のタイヤ４のコーナリング特性値に基づいて、タイヤ４の温度を推定すると共に、当該コーナリング特性値が大きいほど前記タイヤ４の温度を低く推定することを特徴とするので、適正にタイヤの温度を推定することができる。例えば、車両２の旋回時にタイヤ４に作用する横力又は操舵反力と、タイヤ４のスリップ角度とに基づいて、コーナリング特性値を算出する。例えば、タイヤ４の温度は、タイヤ４のトレッド内部の温度である。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ温度推定装置に関する。

従来のタイヤ温度推定装置として、例えば、特許文献１には、タイヤのベルトトレッドゴム配合物の領域に埋設されタイヤトレッド内部の温度を測定するワイヤレス温度測定装置が開示されている。

特開２００８−５２１６９９号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載のワイヤレス温度測定装置は、例えば、タイヤの摩耗や衝撃等によって適正な温度測定が困難になるおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正にタイヤの温度を推定することができるタイヤ温度推定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るタイヤ温度推定装置は、車両の車輪のタイヤのコーナリング特性値に基づいて、前記タイヤの温度を推定すると共に、当該コーナリング特性値が大きいほど前記タイヤの温度を低く推定することを特徴とする。

また、上記タイヤ温度推定装置では、前記車両の旋回時に前記タイヤに作用する横力又は操舵反力と、前記タイヤのスリップ角度とに基づいて、前記コーナリング特性値を算出するものとすることができる。

また、上記タイヤ温度推定装置では、前記コーナリング特性値は、前記タイヤのコーナリングパワー又は前記タイヤのセルフアライニングパワーであるものとすることができる。

また、上記タイヤ温度推定装置では、前記タイヤの温度は、前記タイヤのトレッド内部の温度であるものとすることができる。

また、上記タイヤ温度推定装置では、前記車両の挙動を検出する車両挙動検出手段を有し、前記車両挙動検出手段によって検出された前記車両の挙動に基づいて、前記コーナリング特性値を算出するものとすることができる。

本発明に係るタイヤ温度推定装置は、適正にタイヤの温度を推定することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るタイヤ温度推定装置の概略構成を示す模式図である。図２は、車両モデルの一例を示す模式図である。図３は、タイヤ単体温度特性マップの一例を示す線図である。図４は、温度推定制御の一例を示すフローチャートである。図５は、実施形態２に係るタイヤ温度推定装置の概略構成を示す模式図である。図６は、タイヤ単体温度特性マップの一例を示す線図である。図７は、温度推定制御の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るタイヤ温度推定装置の概略構成を示す模式図、図２は、車両モデルの一例を示す模式図、図３は、タイヤ単体温度特性マップの一例を示す線図、図４は、温度推定制御の一例を示すフローチャートである。

本実施形態のタイヤ温度推定装置としてのＥＣＵ１は、図１に示すように車両２に適用され、車輪３に装着されたタイヤ４の温度を推定するものである。車両２は、車輪３として、左前輪３ｆｌ、右前輪３ｆｒ、左後輪３ｒｌ、右後輪３ｒｒを備えるが、これらを特に分ける必要がない場合には単に車輪３という。車両２は、走行用駆動源（原動機）、例えば、内燃機関や電動機等が発生させる動力が駆動輪である車輪３（例えば、左前輪３ｆｌ、右前輪３ｆｒ）に作用することで、車輪３の路面との接地面に駆動力［Ｎ］が生じ、これにより走行することができる。また、車両２は、運転者が操舵部材としてのステアリングホイール５を回転操作（ステアリング操作）することで操舵輪である車輪３（例えば、左前輪３ｆｌ、右前輪３ｆｒ）を操舵することができ、これにより、旋回することができる。なお、以下で説明する車両２の前後方向とは、車両２の走行方向に沿った方向であり、車両２の左右方向とは、前後方向及び鉛直方向と直交する車両２の幅方向であり、ヨー方向とは、車両２の鉛直方向に沿った軸である上下軸まわり方向である。

ＥＣＵ１は、車両２の各部の駆動を制御するものである。ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ１は、種々の処理を行う処理部１１、車両２の各部を制御するコンピュータプログラムなどが格納された記憶部１２及び車両２の各部を駆動する不図示の駆動回路、各種センサが接続される入出力部１３を含んで構成され、これらが互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。

そして、ＥＣＵ１は、車両２の車輪３のタイヤ４のコーナリング特性値に基づいて、タイヤ４の温度を推定することで、適正にタイヤ４の温度を推定している。

ここで、ＥＣＵ１が推定するタイヤ４の温度は、典型的には、タイヤ４のトレッド内部の温度、例えば、タイヤ４のトレッド表面とベルト層上面との間のトレッドゴム内部の温度である。また、タイヤ４のコーナリング特性値とは、典型的には、車両２の旋回時におけるタイヤ４の特性を表す値であり、例えば、タイヤ４のコーナリングパワー（以下、特に断りの無い限り「ＣＰ」と略記する。）又はタイヤ４のセルフアライニングパワー（以下、特に断りの無い限り「ＳＡＰ」と略記する。）である。

タイヤ４のＣＰとは、図１に示す単位スリップ角度（横滑り角度）β当たりのコーナリングフォースＣＦに相当する。スリップ角度βとは、タイヤ４の進行方向とタイヤ中心面とがなす角度である。コーナリングフォースＣＦとは、車両２のコーナリング（旋回）時にタイヤ４の進行方向に対して直角方向へかかる横力（分力）に相当する。タイヤ４のＣＰは、典型的には、スリップ角度βを横軸、コーナリングフォースＣＦを縦軸としたグラフのスリップ角度がゼロ付近の勾配に相当し、操舵角などに応じては変化しない傾向にある。タイヤ４のＳＡＰとは、図１に示す単位スリップ角度β当たりのセルフアライニングトルクＳＡＴに相当する。セルフアライニングトルクＳＡＴとは、タイヤ４の接地点周り（垂直軸周り）のモーメントであり、ステアリングホイール５を直進位置に戻そうとする操舵反力（復元力）に相当する。タイヤ４は、所定のスリップ角度βを有して転がっている場合、コーナリングフォースＣＦの着力点がタイヤ４の接地中心点とずれるために、接地中心回りにスリップ角度βを小さくしようとする方向に力（トルク）が働く。この力がセルフアライニングトルクＳＡＴに相当する。セルフアライニングトルクＳＡＴは、直進安定性やステアリングホイール５の重さに影響を与える。

このタイヤ４のＣＰやＳＡＰ等のコーナリング特性値（タイヤ単体特性）は、温度依存性が高く、すなわち、タイヤ４の温度に依存しており、例えば、使用環境や条件の相違によるタイヤ４の温度の変化に伴って変化する。タイヤ４のＣＰ、ＳＡＰは、タイヤ温度が高いほどタイヤ４のトレッドゴムが柔らかくなって変形し易くなることから、後述の図３や図６に例示するように、垂直荷重が同等であれば、当該タイヤ温度が高いほど小さくなり、タイヤ温度が低いほど大きくなる傾向にある。

ＥＣＵ１は、このタイヤ温度の変化に伴ったタイヤ４のＣＰ、ＳＡＰの変化の傾向を用いて、このコーナリング特性値に基づいて、タイヤ４の温度を推定する。さらに言えばＥＣＵ１は、タイヤ４のＣＰ、ＳＡＰの温度変化に対する傾向と、タイヤ４のＣＰ、ＳＡＰ変化に応じた車両２の実際の挙動との関係を用いて、車両２の旋回時等の車両走行時の車両２の実際の挙動を検知し、検知した車両２の実際の挙動に基づいて、コーナリング特性値を算出し、算出したコーナリング特性値に基づいてタイヤ４の温度を推定する。ここでは、ＥＣＵ１は、車両２の挙動を検出する車両挙動検出手段としての加速度センサ１８、ヨーレートセンサ１９、各輪荷重センサ２０、車速センサ２１、操舵角センサ２２等を有し、これら加速度センサ１８、ヨーレートセンサ１９、各輪荷重センサ２０、車速センサ２１、操舵角センサ２２によって検出された車両の挙動に基づいて、コーナリング特性値を算出し、これに基づいてタイヤ４の温度を推定する。以下の説明では、タイヤ４のコーナリング特性値は、タイヤ４のＣＰである場合を説明する。

具体的には、ＥＣＵ１は、処理部１１に機能概念的に、挙動検知部１４と、モデル演算部１５と、特性算出部１６と、温度推定部１７とが設けられる。

ここで、記憶部１２は、タイヤ４の温度の推定に必要な車両諸元、種々の情報、マップ等を予め記憶している。記憶部１２は、例えば、車両諸元として、空車時のヨー慣性モーメントＩｏや車両２のホイールベースＬ、後述のタイヤ単体温度特性マップ等を予め記憶している。

挙動検知部１４は、車両２の旋回時等の車両走行時の車両２の実際の挙動を検知するものである。挙動検知部１４は、車両２の実際の挙動を表す種々のパラメータを検知する。ここでは、挙動検知部１４は、加速度センサ１８、ヨーレートセンサ１９、各輪荷重センサ２０、車速センサ２１、操舵角センサ２２等の種々のセンサによる検出結果に基づいて、横加速度ａ、ヨーレートｒ、各輪荷重Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ、車速Ｖｘ、Ｖｙ、操舵角δ等の車両２の挙動に関するパラメータをΔｔ（ｓｅｃ）刻みで読み込む。なお、荷重Ｗｆｌは、左前輪３ｆｌの荷重、荷重Ｗｆｒは、右前輪３ｆｒの荷重、荷重Ｗｒｌは、左後輪３ｒｌの荷重、荷重Ｗｒｒは、右後輪３ｒｒの荷重である。車速Ｖｘは、車両重心位置での車両進行方向（前後方向、図２のｘ軸方向）速度、車速Ｖｙは、車両重心位置での車両進行方向に垂直な方向（左右方向、図２のｙ軸方向）速度である。

モデル演算部１５は、記憶部１２が記憶している空車時のヨー慣性モーメントＩｏ、ホイールベースＬ等の車両諸元、挙動検知部１４が検知した横加速度ａ、ヨーレートｒ、各輪荷重Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ、車速Ｖｘ、Ｖｙ、操舵角δ等の車両２の挙動を表す種々のパラメータに基づいて、車両モデル演算を行うものである。ここでは、モデル演算部１５は、図２に例示するように、実走行時に左右輪が均等に使われるものと仮定して４輪車の等価的な２輪車モデルを適用する。

モデル演算部１５は、図２の車両モデルに基づいて、例えば、下記に示す数式（１）、（２）の関係式から数式（３）、（４）に示す「Ｙｆ：前輪側の１輪分横力（コーナリングフォース）」、「Ｙｒ：後輪側の１輪分横力（コーナリングフォース）」を算出する。

ｍ・ａ＝２（Ｙｆ＋Ｙｒ）・・・（１）

Ｉ・ｄｒ／ｄｔ＝２（ｌｆ・Ｙｆ−ｌｒ・Ｙｒ）・・・（２）

Ｙｆ＝（ｍ・ａ・ｌｆ＋Ｉ・ｄｒ／ｄｔ）／２Ｌ・・・（３）

Ｙｒ＝（ｍ・ａ・ｌｒ−Ｉ・ｄｒ／ｄｔ）／２Ｌ・・・（４）

なお、上記数式においては、
「ｍ＝Ｗ／ｇ」、
「Ｗ＝Ｗｆｌ＋Ｗｆｒ＋Ｗｒｌ＋Ｗｒｒ」、
「ｇ：重力加速度」、
「Ｉ＝Ｉｏ＋ｋ・（Ｗ−Ｗｏ）」、
「Ｉｏ：空車時のヨー慣性モーメント」、
「ｋ：空車時荷重変更量によるヨー慣性モーメント係数」、
「Ｗｏ：空車時の車両荷重」、
「ｄｒ／ｄｔ＝（ｒ_t0＋ｄｔ−ｒ_t0−ｄｔ）／２ｄｔ：ｔ０時でのｔ０−Δｔとｔ０＋Δｔとの間のｒの変化勾配」、
「ｌｆ＝［（Ｗｆｌ＋Ｗｒｒ）／Ｗ］・Ｌ」、「ｌｒ＝Ｌ−ｌｆ」
である。

また、モデル演算部１５は、車体スリップ角度βを下記の数式（５）とし、下記の数式（６）、（７）に示す「βｆ：前輪スリップ角度」、「βｒ：後輪スリップ角度」を算出する。

β＝ａｔａｎ（Ｖｙ／Ｖｘ）・・・（５）

βｆ＝β＋ｌｆ・ｒ／Ｖ−δ ・・・（６）

βｒ＝β−ｌｒ・ｒ／Ｖ・・・（７）

なお、上記数式においては、
「Ｖ＝√（Ｖｘ²＋Ｖｙ²）」
である。

特性算出部１６は、タイヤ単体特性を算出するものである。特性算出部１６は、車両の旋回時にタイヤ４に作用する横力（コーナリングフォース）と、タイヤ４のスリップ角度とに基づいて、コーナリング特性値を算出する。特性算出部１６は、モデル演算部１５が算出した「Ｙｆ」、「Ｙｒ」、「βｆ」、「βｒ」に基づいて、例えば、下記の数式（８）、（９）を用いて、コーナリング特性値として「ＣＰｆ：前輪コーナリングパワー」、「ＣＰｒ：後輪コーナリングパワー」を算出する。

ＣＰｆ＝−Ｙｆ／βｆ・・・（８）

ＣＰｒ＝−Ｙｒ／βｒ・・・（９）

温度推定部１７は、車両２の車輪３のタイヤ４のコーナリング特性値に基づいて、タイヤ４の温度を推定する。温度推定部１７は、特性算出部１６が算出したコーナリング特性値としての「ＣＰｆ」、「ＣＰｒ」に基づいて、タイヤ４のトレッド内部の温度を特定する。ここでは、温度推定部１７は、まず、特性算出部１６が算出した「ＣＰｆ」、「ＣＰｒ」に基づいて、例えば、下記の数式（１０）、（１１）を用いて、「ＮＣＰｆ：前輪正規化コーナリングパワー」、「ＮＣＰｒ：後輪正規化コーナリングパワー」を算出する。これにより、温度推定部１７は、例えば、タイヤ４のサイズ、荷重等の影響を排除する。

ＮＣＰｆ＝２ＣＰｆ／（Ｗｆｌ＋Ｗｆｒ）・・・（１０）

ＮＣＰｒ＝２ＣＰｒ／（Ｗｒｌ＋Ｗｒｒ）・・・（１１）

そして、温度推定部１７は、算出した「ＮＣＰｆ」、「ＮＣＰｒ」に基づいて、タイヤ４の温度を推定する。温度推定部１７は、例えば、図３に例示するタイヤ単体温度特性マップｍ１に基づいて、タイヤ４の温度を算出する。タイヤ単体温度特性マップｍ１は、横軸がタイヤ４のトレッド（内部）温度、縦軸が正規化コーナリングパワーＮＣＰを示す。このタイヤ単体温度特性マップｍ１は、トレッド温度と、正規化コーナリングパワーＮＣＰとの関係（ΔＴ°Ｃ刻み）を記述したものである。タイヤ単体温度特性マップｍ１は、トレッド温度と正規化コーナリングパワーＮＣＰとの関係が、実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ＥＣＵ１の記憶部１２に格納されている。このタイヤ単体温度特性マップｍ１では、正規化コーナリングパワーＮＣＰは、トレッド温度の増加に伴って減少し、言い換えれば、トレッド温度は、正規化コーナリングパワーＮＣＰの増加に伴って減少する。温度推定部１７は、タイヤ単体温度特性マップｍ１に基づいて、「ＮＣＰｆ」、「ＮＣＰｒ」から前輪タイヤトレッド温度Ｔｆ、後輪タイヤトレッド温度Ｔｒを求める。

これにより、ＥＣＵ１は、コーナリング特性値としてのＣＰに基づいて、タイヤ４の温度を推定することができる。この場合、温度推定部１７は、タイヤ単体温度特性マップｍ１に応じて、正規化コーナリングパワーＮＣＰが大きいほどタイヤ４のトレッド温度を低く算出し、正規化コーナリングパワーＮＣＰが小さいほどタイヤ４のトレッド温度を高く推定する。つまり、ＥＣＵ１は、コーナリング特性値としてのＣＰが大きいほどタイヤ４の温度を低く推定し、ＣＰが小さいほどタイヤ４の温度を高く推定する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ１は、図３に例示するタイヤ単体温度特性マップｍ１を用いてタイヤトレッド温度を求めたが、本実施形態はこれに限定されない。ＥＣＵ１は、例えば、図３に例示するタイヤ単体温度特性マップｍ１に相当する数式モデルに基づいてタイヤトレッド温度を求めてもよい。以下で説明する種々のマップについても同様である（以下で説明する実施形態でも同様である。）。

次に、図４のフローチャートを参照してＥＣＵ１による温度推定制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される（以下で説明する実施形態でも同様である。）。

まず、ＥＣＵ１は、挙動検知部１４が加速度センサ１８、ヨーレートセンサ１９、各輪荷重センサ２０、車速センサ２１、操舵角センサ２２等の種々のセンサによる検出結果に基づいて、横加速度ａ、ヨーレートｒ、各輪荷重Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ、車速Ｖｘ、Ｖｙ、操舵角δ等の車両２の実際の挙動を表す種々のパラメータを検知する（ＳＴ１）。

次に、ＥＣＵ１は、予め記憶部１２が記憶している車両諸元、ＳＴ１で挙動検知部１４が検知した車両２の実際の挙動を表す種々のパラメータに基づいて、モデル演算部１５が車両モデル演算を行い、「Ｙｆ（横力）」、「Ｙｒ（横力）」、「βｆ（スリップ角度）」、「βｒ（スリップ角度）」を算出する（ＳＴ２）。

次に、ＥＣＵ１は、特性算出部１６がタイヤ単体特性をあらわすコーナリング特性値として、ＳＴ２にてモデル演算部１５が算出した「Ｙｆ」、「Ｙｒ」、「βｆ」、「βｒ」に基づいて、「ＣＰｆ」、「ＣＰｒ」を算出する（ＳＴ３）。

次に、ＥＣＵ１は、ＳＴ３にて特性算出部１６が算出した「ＣＰｆ」、「ＣＰｒ」に基づいて、温度推定部１７が「ＮＣＰｆ」、「ＮＣＰｒ」を算出する。そして、ＥＣＵ１は、特性算出部１６が算出した「ＮＣＰｆ」、「ＮＣＰｒ」に基づいて、例えば、図３に例示するタイヤ単体温度特性マップｍ１から前輪タイヤトレッド温度Ｔｆ、後輪タイヤトレッド温度Ｔｒを算出し（ＳＴ４）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

以上で説明した実施形態に係るＥＣＵ１によれば、車両２の車輪３のタイヤ４のコーナリング特性値、ここではＣＰに基づいて、タイヤ４の温度を推定すると共に、このコーナリング特性値であるＣＰが大きいほどタイヤ４の温度を低く推定する。したがって、ＥＣＵ１は、適正にタイヤの温度を推定することができる。

ＥＣＵ１は、例えば、タイヤ４のトレッド内部に温度検出装置を設けてトレッド内部温度を検出、推定するような場合と比較して、実走行中のタイヤ４の摩耗や衝撃等によって温度検出装置が破損してしまうようなことがないので、より適正な温度測定が可能である。また、ＥＣＵ１は、例えば、比較的に容易に検出しやすいものの外気温等の影響を受け易いタイヤ表面の温度にかかわらず、タイヤ４のトレッド内部温度を推定することができることから、より正確なタイヤ温度を推定することができ、この点でも適正にタイヤの温度を推定することができる。

［実施形態２］
図５は、実施形態２に係るタイヤ温度推定装置の概略構成を示す模式図、図６は、タイヤ単体温度特性マップの一例を示す線図、図７は、温度推定制御の一例を示すフローチャートである。実施形態２に係るタイヤ温度推定装置は、タイヤのコーナリング特性値がタイヤのセルフアライニングパワーである点で実施形態１とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。

図５に示すタイヤ温度推定装置としてのＥＣＵ２０１は、タイヤ４のコーナリング特性値としてタイヤ４のＳＡＰに基づいて、タイヤ４の温度を推定する。

この場合、挙動検知部１４は、横加速度ａ、ヨーレートｒ、各輪荷重Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ、車速Ｖｘ、Ｖｙ、操舵角δに加えて、車両挙動検出手段としての操舵トルクセンサ２２３による検出結果に基づいて、ステアリングホイール５に作用する操舵トルクδＴもΔｔ（ｓｅｃ）刻みで読み込む。

そして、モデル演算部１５は、操舵トルクδＴを操舵角δとセルフアライニングトルクＳＡＴとの関数として表した下記の数式（１２）に示す関係式と、挙動検知部１４が検知した操舵角δ、操舵トルクδＴとに基づいて、「ＳＡＴ：セルフアライニングトルク」を算出する。ここで、セルフアライニングトルクＳＡＴは、上述したように操舵反力（復元力）に相当する。また、モデル演算部１５は、上述した数式（６）を用いて「βｆ：前輪スリップ角度」を算出する。

δＴ＝δＴ（δ、ＳＡＴ）・・・（１２）

そして、特性算出部１６は、車両２の旋回時にタイヤ４に作用する操舵反力（セルフアライニングトルク）と、タイヤ４のスリップ角度とに基づいて、コーナリング特性値を算出する。特性算出部１６は、モデル演算部１５が算出した「ＳＡＴ」、「βｆ」に基づいて、例えば、下記の数式（１３）を用いて、コーナリング特性値として「ＳＡＰ：セルフアライニングパワー」を算出する。

ＳＡＰ＝ＳＡＴ／βｆ・・・（１３）

温度推定部１７は、特性算出部１６が算出したコーナリング特性値としての「ＳＡＰ」に基づいて、タイヤ４のトレッド内部の温度を特定する。ここでは、温度推定部１７は、まず、特性算出部１６が算出した「ＳＡＰ」に基づいて、例えば、下記の数式（１４）を用いて、「ＮＳＡＰ：正規化セルフアライニングパワー」を算出する。これにより、温度推定部１７は、例えば、タイヤ４のサイズ、荷重等の影響を排除する。

ＮＳＡＰ＝２ＳＡＰ／（Ｗｆｌ＋Ｗｆｒ）・・・（１４）

そして、温度推定部１７は、算出した「ＮＳＡＰ」に基づいて、タイヤ４の温度を推定する。温度推定部１７は、例えば、図６に例示するタイヤ単体温度特性マップｍ２に基づいて、タイヤ４の温度を算出する。タイヤ単体温度特性マップｍ２は、横軸がタイヤ４のトレッド（内部）温度、縦軸が正規化セルフアライニングパワーＮＳＡＰを示す。このタイヤ単体温度特性マップｍ２は、トレッド温度と、正規化セルフアライニングパワーＮＳＡＰとの関係（ΔＴ°Ｃ刻み）を記述したものである。タイヤ単体温度特性マップｍ２は、トレッド温度と正規化セルフアライニングパワーＮＳＡＰとの関係が、実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ＥＣＵ１の記憶部１２に格納されている。このタイヤ単体温度特性マップｍ２では、正規化セルフアライニングパワーＮＳＡＰは、トレッド温度の増加に伴って減少し、言い換えれば、トレッド温度は、正規化セルフアライニングパワーＮＳＡＰの増加に伴って減少する。温度推定部１７は、タイヤ単体温度特性マップｍ２に基づいて、「ＮＳＡＰ」から全体のトレッド温度Ｔを求める。

これにより、ＥＣＵ２０１は、コーナリング特性値としてのＳＡＰに基づいて、タイヤ４の温度を推定することができる。この場合、温度推定部１７は、タイヤ単体温度特性マップｍ２に応じて、正規化セルフアライニングパワーＮＳＡＰが大きいほどタイヤ４のトレッド温度を低く算出し、正規化セルフアライニングパワーＮＳＡＰが小さいほどタイヤ４のトレッド温度を高く推定する。つまり、ＥＣＵ２０１は、コーナリング特性値としてのＳＡＰが大きいほどタイヤ４の温度を低く推定し、ＳＡＰが小さいほどタイヤ４の温度を高く推定する。

次に、図７のフローチャートを参照してＥＣＵ２０１による温度推定制御の一例を説明する。以下の説明でも、図４で説明したフローチャートとの相違点を中心に説明する。

まず、ＥＣＵ２０１は、挙動検知部１４が横加速度ａ、ヨーレートｒ、各輪荷重Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ、車速Ｖｘ、Ｖｙ、操舵角δに加えてさらに操舵トルクδＴも検知する（ＳＴ２０１）。次に、ＥＣＵ２０１は、モデル演算部１５が車両モデル演算を行い、「ＳＡＴ（操舵反力）」、「βｆ（スリップ角度）」を算出する（ＳＴ２０２）。次に、ＥＣＵ２０１は、特性算出部１６がタイヤ単体特性をあらわすコーナリング特性値として、「ＳＡＴ」、「βｆ」に基づいて、「ＳＡＰ」を算出する（ＳＴ２０３）。次に、ＥＣＵ２０１は、温度推定部１７が「ＳＡＰ」に基づいて「ＮＳＡＰ」を算出し、算出した「ＮＳＡＰ」に基づいて、例えば、図６に例示するタイヤ単体温度特性マップｍ２からトレッド温度Ｔを算出し（ＳＴ２０４）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

以上で説明した実施形態に係るＥＣＵ２０１によれば、車両２の車輪３のタイヤ４のコーナリング特性値、ここではＳＡＰに基づいて、タイヤ４の温度を推定すると共に、このコーナリング特性値であるＳＡＰが大きいほどタイヤ４の温度を低く推定する。したがって、ＥＣＵ２０１は、適正にタイヤの温度を推定することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係るタイヤ温度推定装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係るタイヤ温度推定装置は、以上で説明した実施形態を複数組み合わせることで構成してもよい。

以上の説明では、タイヤ温度推定装置は、車両の各部を制御するＥＣＵであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、ＥＣＵとは別個に構成され、有線、無線をとわず、このＥＣＵを介して相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。

以上の説明では、タイヤ温度推定装置は、車両の旋回時にタイヤに作用する横力又は操舵反力と、タイヤのスリップ角度とに基づいて、コーナリング特性値を算出するものとして説明したが、車両の走行中に種々の手法でコーナリング特性値を算出すればよい。

以上のように本発明に係るタイヤ温度推定装置は、種々の車両に搭載されるタイヤ温度推定装置に適用して好適である。

１、２０１ＥＣＵ（タイヤ温度推定装置）
２車両
３車輪
４タイヤ
５ステアリングホイール
１４挙動検知部
１５モデル演算部
１６特性算出部
１７温度推定部
１８加速度センサ（車両挙動検出手段）
１９ヨーレートセンサ（車両挙動検出手段）
２０輪荷重センサ（車両挙動検出手段）
２１車速センサ（車両挙動検出手段）
２２操舵角センサ（車両挙動検出手段）
２２３操舵トルクセンサ（車両挙動検出手段）

Claims

車両の車輪のタイヤのコーナリング特性値に基づいて、前記タイヤの温度を推定すると共に、当該コーナリング特性値が大きいほど前記タイヤの温度を低く推定することを特徴とする、
タイヤ温度推定装置。
前記車両の旋回時に前記タイヤに作用する横力又は操舵反力と、前記タイヤのスリップ角度とに基づいて、前記コーナリング特性値を算出する、
請求項１に記載のタイヤ温度推定装置。
前記コーナリング特性値は、前記タイヤのコーナリングパワー又は前記タイヤのセルフアライニングパワーである、
請求項１又は請求項２に記載のタイヤ温度推定装置。
前記タイヤの温度は、前記タイヤのトレッド内部の温度である、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ温度推定装置。
前記車両の挙動を検出する車両挙動検出手段を有し、
前記車両挙動検出手段によって検出された前記車両の挙動に基づいて、前記コーナリング特性値を算出する、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ温度推定装置。